AGUA OXIGENADA Y GERMINACIÓN DE SEMILLAS

Pedro Diaz Vivancos. Investigador Contratado del CEBAS-CSIC.

La germinación es el proceso mediante el cual una semilla se desarrolla hasta convertirse en una nueva planta. Por definición, la germinación incorpora esos eventos que comienzan con la captación de agua por la semilla seca en reposo y terminan con el alargamiento del eje embrionario (formará la parte aérea de la planta) y la protrusión de la radícula (formará la raíz de la planta). Durante la germinación de semillas se produce la activación de una serie de procesos metabólicos que incluyen la degradación de proteínas de almacenamiento, la síntesis de novo de proteínas, la producción de energía, la biosíntesis de compuestos metabólicos primarios y secundarios y la activación de moléculas señalizadoras. Todos estos procesos que se producen durante la germinación son los que permiten el establecimiento y desarrollo de las plántulas (planta en sus primeros estadios de desarrollo, desde que germina hasta que se desarrollan las primeras hojas verdaderas).

Las especies reactivas de oxígeno (ROS), especialmente peróxido de hidrógeno o agua oxigenada (H₂O₂), se producen continuamente como subproductos de diferentes vías metabólicas.  En el blog podéis encontrar diferentes post con información acerca de las ROS. A pesar de que las ROS están consideradas como moléculas tóxicas, el agua oxigenada a bajas concentraciones puede actuar como una molécula señalizadora.

En general, cada vez hay más evidencias que implican la señalización de ROS con la germinación de semillas. Las ROS aparecen ahora como moléculas importantes en el proceso de germinación, siempre que exista un equilibrio entre su producción y su eliminación (reguladas por el metabolismo antioxidante). Se ha descrito que tratamientos con  H₂O₂ estimulan la germinación de semillas de patata, guisante y cebada, entre otras. El efecto positivo del H₂O₂ sobre la germinación de semillas puede ser atribuido al hecho de que la eliminación de H₂O₂ resulta en la producción de oxígeno necesario para diversos procesos metabólicos. En la siguiente figura se puede observar la estimulación de la germinación de semillas de guisante tras 24-h de incubación en presencia de H₂O₂, las semillas controles, con un notable retraso en la germinación, se incubaron en agua.

Aunque en los últimos años se ha producido un notable progreso en la comprensión de los mecanismos fisiológicos y moleculares que regulan la germinación de la semillas, varias preguntas permanecen sin aclarar. Todavía nos son desconocidos los mecanismos  que determinan la dormancia de las semillas, tampoco está claro cómo las temperaturas afectan a la germinación, ni cómo las ROS intervienen en la regulación de dicho proceso. La respuesta a estas preguntas puede proporcionar nuevos marcadores de vigor de semillas que podrían ser utilizados por los agricultores en programas de reproducción, así como para desarrollar nuevos tratamientos que mejoren la germinación de semillas.

 

Bibliografía empleada:

Bailly C, El-Maarouf-Bouteau H, Corbineau F. (2008) From intracellular signaling networks to cell death: the dual role of reactive oxygen species in seed physiology. Comptes Rendus Biologies 331, 806-814.

Bahin E, Bailly C, Sotta B, Kranner I, Corbineau F, Leymarie J. (2011) Cosstalk between reactive oxygen species and hormonal signalling pathway regulates grain dormancy in barley. Plant Cell & Environment 34, 980-993.

Bajji M, MʼHamdi M, Gastiny F, Rojas-Beltran JA, du Jardin P. (2007) Catalase inhibition accelerates dormancy release and sprouting in potato (Solanum tuberosum L.) tubers. Biotechnology, Agronomy, Society and Environment 11, 121–131.

Barba-Espín G, Diaz-Vivancos P, Clemente-Moreno MJ, Albacete A, Faize L, Faize M, Pérez-Alfocea F, Hernández JA. (2010) Interaction between hydrogen peroxide and plant hormones during germination and the early growth of pea seedlings. Plant Cell & Environment 33, 981-994.

Barba-Espin G, Diaz-Vivancos P, Job D, Belghazi M, Job C, Hernández JA. (2011) Understanding the role of H₂O₂ during pea seed germination: a combined proteomic and hormone profiling approach. Plant Cell & Environment  34, 1907-19.

Katzman LS, Taylor AG, Langhans RW. (2001) Seed enhancements to improve spinach germination. HortScience 36, 979–981.

Visita del Grupo de Altas Capacidades (Programa Profundiza de Conocimientos)

El pasado 21 de Febrero  de 2013 visitó las instalaciones del CEBAS un grupo de alumnos del IES Saavedra Fajardo de 2º, 3º y 4º de la ESO  perteneciente a un grupo denominado de “de altas capacidades”, seleccionado en base a un marco de colaboración entre la Consejería de Educación, Formación y Empleo y la Fundación Séneca-Agencia de Ciencia y Tecnología de la Región de Murcia para el desarrollo del programa de cooperación territorial de profundización de conocimientos. Este programa tiene como finalidad incrementar la tasa de alumnos excelentes en nuestra región. El programa “Profundiza de conocimientos” consiste en el desarrollo de proyectos de investigación que estimulen el aprendizaje y la iniciativa de aquello alumnos y alumnas que se destacan por su interés y motivación hacia actividades que supongan una profundización con respecto al currículo ordinario de las diferentes etapas educativas. Se desarrolla a través de talleres extracurriculares en centros educativos públicos y privados concertados de la Comunidad Autónoma de la Región de Murcia. Tiene como finalidad incrementar la atención educativa a los estudiantes con mayor capacidad y motivación para aprender. Con este programa se quiere promover en el alumnado el pensamiento crítico y creativo, el interés por la investigación, la tecnología y la innovación; el gusto por el saber, por descubrir, por explorar, la inquietud por el conocimiento, el deseo de aprender activamente, la capacidad de análisis y reflexión; se trata en definitiva, de estimular el potencial intelectual, y las actitudes de cooperación y el trabajo en equipo.

Las actividades de la visita programada al CEBAS incluyeron la proyección de los DVDs Institucionales del CSIC y del CEBAS, una explicación detallada sobre el CSIC, el CEBAS y sobre la carrera investigadora. También se realizó una visita guiada para mostrar diferentes infraestructuras del CEBAS (cámaras de crecimiento en condiciones controladas, servicio de cultivos in vitro, servicio de análisis de nutrientes;  equipamiento para análisis de gases, equipamiento para determinaciones de calidad en frutas y hortalizas,  herramientas para la aplicación de riego de precisión) así como la muestra de diferentes experimentos (procesado, envasado y conservación de productos vegetales cuarta gama, análisis de fluorescencia de clorofilas,…) y las diferentes formas de comunicación de datos en Congresos y en publicaciones científicas.

 

El Dr. Oussama Mouncer con los alumnos en un laboratorio del Departamento de Riego.

 

Alumnos en el salón de actos del CEBAS-CSIC.

La canción de la fotosíntesis

Si buscamos un poco en internet podemos encontrar multitud de recursos que pueden ser útiles para aprender un poco más sobre los procesos biológicos de una forma sencilla y amena. Esta canción es un claro ejemplo y además tiene un estribillo muy pegadizo.

Probadlo con los más pequeños de la casa, aunque sea en inglés seguro que aprenden rápido que todas las plantas hacen la fotosíntesis y cuál es su finalidad.

Os dejamos el enlace a youtube;

http://www.youtube.com/watch?v=tSHmwIZ9FNw&feature=player_detailpage

Esperamos que os guste.